农田灌溉用水高效利用管理研究

针对减少农田水分消耗问题,综合分析各种节水灌溉方式对农田水分的影响,指出减少农田水分的无效消耗是农业节水灌溉管理的重要内容,提出农田墒情精细管理措施,以期为农田灌溉用水高效利用管理提供技术支持。     

地膜覆盖对河套灌区春玉米耗水结构及水分利用的影响

【目的】探究不同颜色地膜覆盖对春玉米农田蒸散量及蒸散结构的影响。【方法】在内蒙古河套灌区开展了黑色地膜覆盖(M2)、透明地膜覆盖(M1)和不覆膜(M0)春玉米试验,采用微型棵间蒸渗仪法、水量平衡法,在玉米生育期内测定并计算土壤含水率、农田蒸散量、棵间蒸发量及其占比,分析了不同覆盖处理下农田水量平衡、作物产量及水分利用效率。【结果】在土壤剖面0～120cm土层内,覆膜处理土壤含水率显著高于不覆膜处理,M1、M2处理的土壤贮水能力优于M0处理,同时覆膜处理显著降低了春玉米农田蒸散量,与M0处理相比分别降低了6.10%、8.18%;主要原因在于覆膜降低了土壤棵间蒸发,与M0处理相比,M1、M2处理分别降低了28.43%、33.20%的土壤蒸发量,改善了农田的耗水结构,从而导致更多的无效水分消耗转化为作物可利用的水分,进而提高春玉米产量与水分利用效率;与M0处理相比,M1、M2处理的产量分别增大22.83%、10.31%;水分利用效率分别增加了30.79%、20.12%。此外,在河套灌区常见透明地膜与黑色地膜覆盖条件下,透明地膜消耗了更多的水分,但同时透明地膜处理可以在后期利用更多的毛管上升水且具有更高的产量与水分利用效率。【结论】在河套灌区利用覆膜技术,可以有效地改善春玉米农田的耗水结构,提高春玉米产量与水分利用效率;相比于黑色地膜,透明地膜是最适宜河套灌区的农艺措施。     

旱地玉米自然降水利用效益的研究

旱地农业生产的最大限制因素是水分，而自然降水是旱地农田唯一的水分来源，提高自然降水的利用率是提高旱地生产水平的根本途径。山西省属干旱半干旱地区，年降水分布极不均匀，70％集中在7月-9月，其他季节非常干旱。所以，农田水分的保蓄、调控和合理利用就显得非常重要。为探索旱地玉米农田水分调控的有效措施，提高其自然降水利用率，     

基于无线传感器网络的精细农业智能节水灌溉系统(英）

在精细农业相关应用和理论研究基础上,自行设计用于监测农田水分含量和水层高度的无线传感器,构建农田水分无线传感器网络体系结构,设计基于水分无线传感器网络的智能节水灌溉控制系统,通过实时农田水分数据和农作物水分需求专家数据形成灌溉决策,由灌溉控制系统实施定量灌溉。实际应用表明,该系统体现出可行性和高效性,有利于精细农业的发展和水资源的可持续利用。     

中国粮食生产蓝绿水资源利用效率分析

为分析蓝绿水资源利用效率的空间差异,计算了省区尺度总农田与灌溉农田广义水资源利用量水分生产率(P_(tu),P_(iu))与蒸散量水分生产率(P_(tET),P_(iET))以及雨养农田水分生产率(P_r).分析了2010年不同水分生产率指标的空间差异和灌溉对水分生产率的影响.结果显示:P_(tu),P_(tET),P_(iu),P_(iET)和P_r分别为0.765,0.979,0.767,1.002及0.758 kg/m~3;P_(tu),P_(tET),P_(iu)及P_(iET)的空间分布格局相似,均与Pr无显著相关性,灌溉农田在粮食生产、水资源利用及水分生产率空间分布上起主导作用;全国灌溉农田粮食单产是雨养农田的2.6倍,黄淮海平原及其周边省区的Piu高于Pr,而灌溉在海南等15个省区的增产效益以降低水分生产率为代价.东北和西北地区蓝绿水资源利用效率的提升空间较大.研究可为农业水资源利用及管理实践提供参考.     

不同土壤水分条件下冬小麦根系分

利用2004～2005年冬小麦测坑试验资料，研究了不同土壤水分条件对冬小麦根系分布及其耗水特性的影响，并在此分析基础上，探讨了冬小麦适宜供水方案和土壤水分剖面最佳消耗形式，这对提高农田土壤水分有效利用率具有重要的意义。     

黄河下游引黄灌区冬小麦节水灌溉与增产效益分析

应用麦田水分动态平衡模型和干旱预报模型计算小麦的适宜灌溉期和灌溉水量。依据实测资料，对小麦的节水灌溉与增产效益进行了分析。结果表明，应用这种节水灌溉技术，可充分利用土壤储水和自然降水，减少灌水次数，降低麦田水分的无效消耗，提高土壤水利用率，达到节水增产的目的。同其它方法相比，此方法的优点除投资省外，主要是能对旱情进行早期预报，从而能在大面积的农田上进行适时适量的灌水，这对促进农业节水增产具有十分重要的意义。     

河南省中低产田地区水资源生产潜

论述了河南省中低产田地区水资源生产潜力的开发途径。主要包括：实行节水灌溉及节水技术；建立合理的灌溉制度，以便改善农田水分状况，按农作物的需水规律进行灌溉；合理规划作物种植，提高农田整体水分利用效率；合理施肥，提高土壤肥力，以降低作物对水分的无效吸收等。     

农田渍害监测预警系统设计与应用

为了提高农田水分管理降低渍害对农作物的影响,开发了基于田间积水及作物根区水分信息监测的农田渍害智能化预警系统.该系统由水分信息传感器、数据采集及无线传输模块、数据处理模块、农田渍害预测以及灾情结果发布模块6部分组成,可实现农田积水及土壤水分状况的连续监测,并通过无线传输系统将农田实时水分信息传输至数据处理终端,根据该系统预测部分的决策支持系统对农田渍害进行评估和预测.在田间试验的基础上,确定了该系统预测模块数学模型中的相关参数,提出了适用于农田渍害评估和预报方法.实地应用结果表明,实时监测结果及预警精度均能达到农田水分管理的需求,而且该系统监测部分小巧轻便,预警终端部分界面友好,操作简单,实用价值较高.对提高当地排涝管理水平、减小农田渍害对农业生产的影响具有显著效果.     

农业旱情评估方法研究——基于农田水分循环模拟与遥感影像信息同化

农田水分循环模拟和遥感监测是进行农业旱情判别两种有效手段,并具有较好的互补性。采用仿真技术模拟作物生长过程,识别农作物需水、缺水信息,利用遥感监测旱情信息进行同化,以不断更新农田水分循环模拟模型状态变量与参数,同化后的模型模拟农业旱情等级与实测结果较好的拟合度,实现对旱情及趋势的全面监视和评估的目的。研究表明,基于农田水分循环模拟与遥感信息同化的农业旱情评估模型是可行的,为及时、准确识别评估农业旱情提供一种新方法,对我国旱情监测评估方面有着重要应用和推广价值。     

冬小麦调亏灌溉节水高效技术指标试验初报

针对井灌区冬小麦普遍存在高产不高效的问题,进行了2种灌溉制度的对比试验。调亏灌溉1.26hm2示范田在干旱偏枯年型灌1～2次关键水,总耗水量平均2296.48m3/hm2,经济系数平均0.497,平均产量7695.9kg/hm2,产投比为1.5～3,净收益2899.3～11607.7元/hm2或3.73～4.97元/m3。日耗水量0.61m3,耗水系数0.299,水分生产率3.35kg/m3,与对照田充分灌溉相比,浇水次数平均减少2.33次,总耗水量减少1574.35m3/hm2,经济系数减少0.079,产量增加649.9kg/hm2,产投比增长0.47～1.97,净收入增加2704.56～11413元/hm2(或1.76～3元/m3),平均日耗水量减少0.42m3,耗水系数减少0.251,节省灌溉用水1350.75m3/hm2,节水率64.09%,水分生产率增加1.52kg/m3。     

山东省宏观经济水资源投入产出分析

将水资源的分配与经济情况联系起来.通过宏观经济水资源投入产出分析方法,计算出山东省及分行业直接耗水系数、完全耗水系数、耗水乘数、直接附加价值系数、完全附加价值系数、耗水收入乘数、输出输入虚拟水等指标.分析各行业部门在生产过程中的用水情况及生产效益,为山东省水资源优化配置提供依据.     

不同灌水量对饲料玉米耗水特性和生物量的影响

为了研究不同灌水量对饲料玉米耗水特性和生物量的影响,采用卷盘式喷灌的灌水方式,在内蒙古鄂尔多斯市鄂托克前旗进行田间试验。结果表明:总体来说随着灌水量的增加,饲料玉米的耗水量、耗水强度、株高、产量和水分生产率都有不同程度的增加;其中灌水定额为60mm的处理分枝期的耗水强度最大为4.31mm/d;在灌水量低于45mm时,增加灌水量对于产量和水分生产率的影响十分明显;而灌水量为60mm处理,相对于45mm处理来说产量和水分生产率增加甚微。从经济、节水、增产考虑,建议饲料玉米苗期可适当增加灌水量,其他生育期可取45mm的灌溉制度。     

灌区季节性水价的确定及实施

为了避免传统夏秋作物种植比例造成的用水高峰期,提高单方水的生产率、节约用水、选取了频率为２５％（丰水年）、５０％（平水年）、７５％（枯水年）的３个典型年,以水库多年来水径流观测系列进行推算,得出了季节性水价方案,并在方案实施中实行收支两条线,减少了水费计收过程中的多余环节。     

喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿的耗水规律与灌溉制度

紫花苜蓿每年刈割多次,其不同茬次间的耗水规律与灌溉制度存在较大差异.在鄂尔多斯市鄂托克前旗牧区节水灌溉示范区进行紫花苜蓿中心支轴式喷灌灌溉试验,利用水量平衡原理计算得出喷灌条件下不同茬次紫花苜蓿耗水量,研究分析不同茬次紫花苜蓿耗水规律、产量、水分生产率和灌溉制度.结果表明:研究区第一、二和三茬紫花苜蓿耗水量总体呈现递增趋势,而不同茬次紫花苜蓿耗水强度呈现低-高-低变化规律;不同茬次紫花苜蓿产量差异明显,其中第二茬紫花苜蓿产量最高,第一茬产量次之,第三茬产量最低,对应不同茬次紫花苜蓿水分生产率也呈现相同的变化规律;一般年份紫花苜蓿喷灌条件下推荐灌溉制度为全生育期灌水7次,灌溉定额270~315 mm,其中第一茬灌水3次,灌溉定额120~135 mm,第二茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm,第三茬灌水2次,灌溉定额75~90 mm.该研究成果对于多茬牧草灌溉决策和牧区节水灌溉工程设计具有一定意义.     

水稻旱作覆膜节水增产试验研究

通过水稻旱作全程覆膜与半程覆膜、旱作不覆膜及水栽对比试验，研究其耗水规律，计算其节水量与增产量，并进行经济效益分析，提出了适合本地区的栽培模式。     

农田灌溉退水水量水质平衡模型研究

根据水量平衡原理和营养物质质量守恒定律,考虑作物生长过程中农田水循环和氮,磷循环特征,建立农田灌溉退水水量水质模型,模拟农田灌溉退水的营养物质浓度,以分析灌溉退水水质的变化幅度。应用该模型对引江济汉工程东荆河灌区农田各水期灌溉退水的氮、磷浓度进行估算,得到与实际情况相一致的数值结果,表明该模型适用于研究农田灌溉退水问题。     

基于DSSAT模拟的不同水分利用效率指标区域评价差异研究

为研究不同水分利用效率评价指标在区域评价方面的差异、相关关系和适用性,利用DSSAT-CERESWheat模型模拟得到不同定义下的农田总供水分利用效率(WUEg)、广义水分利用效率(WUEu)、作物水分生产率(WP)和灌溉水利用效率(WUEi)及真实灌溉水利用效率(WUEti)5个常用评价指标,分析得出:1 WUEu与WUEg站点间、年际间及区域水平评价结果均一致,推荐使用WUEg;2WUEi不能表征真实的灌溉水利用效率,但黄淮海区域水平WUEi表征结果实则接近总水分利用效率;3WUEti站点和区域水平均难以计算不方便使用;4站点水平各指标相关关系不同,但区域水平各指标间均呈良好的正相关性。站点和区域水平不同指标评价结果均有差异;站点水平WP评价结果最稳定,区域水平WUEg评价结果最稳定。     

春玉米不同品种耗水特性及水分利用效率差异研究

优选节水高产型品种是农艺及生物节水的重要措施;试验在半干旱区大田条件下,选用生产上主推的10个密植型春玉米杂交种,对丰水年型下不同品种的耗水特性、产量及水分利用效率差异进行分析研究,结果表明,品种间耗水特性及水分利用效率差异较大,全生育期耗水量以潞玉36最高,利民33最低;各品种对拔节期至抽雄期的土壤供水能力最敏感,且此阶段是造成品种间耗水量差异的主要时期;不同品种的水分利用效率与产量之间有较好的一致性,因此,大丰30、富友968、先玉335为高产、高水分利用效率、低耗水型品种,迪卡M9和利民33为低产、低水分利用效率、低耗水型品种;康地4574、郑单958、潞玉36、晋单65、京科968则产量较为接近,但均为高耗水型品种。研究为该区选择节水、高产型玉米品种提供基础,并对灌溉制度提供依据。     

黑河中游地区水账户核算研究

利用国际水管理研究院的水资源核算框架,对黑河中游地区的水资源利用进行分析。研究结果表明,黑河中游地区消耗了整个流域绝大部分水量,可利用水的消耗比例为1.02,水资源利用处于不可持续状态;但消耗水量中,生产性消耗比例和有益消耗比例分别只有0.284和0.428,整个地区的无效消耗水量较多,水分生产率很低。黑河中游地区的节水方向在于尽可能地减少无效益蒸发蒸腾,提高单位消耗水量的经济产出。